ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2010, № 6, с. 580-593
УДК 551
О ТИПАХ ЛИТОГЕНЕЗА И ИХ СОВРЕМЕННОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ
© 2010 г. В. Н. Холодов
Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7; Е-шаП: rostislavn@yandex.ru Поступила в редакцию 19.02.2010 г.
На основе сопоставления ранних и поздних работ академика Н.М. Страхова предлагается типизация литогенеза, охватывающая весь современный осадочный процесс на континентах и в океаническом секторе Земли. Показано определяющее значение ранних стадий осадочного породообразо-вания в формировании фациально-формационного плана литосферы. Критикуются попытки противопоставить значение экзогенных и эндогенных факторов в образовании осадочных пород и руд.
В предыдущих работах, посвященных анализу стадиальности осадочного процесса, мною была показана относительность этого понятия; по существу стадии осадочного процесса представляют собой условно выделенные этапы идеализированного явления, которое в каждом конкретном случае варьирует в довольно широких пределах [Холодов, 2004, 2006].
Принимая в качестве основы условную последовательность стадий, предложенную Г.Ф. Крашенинниковым [1985] и дополненную автором этих строк [Холодов, 2004], охватывающую мобилизацию, перенос, накопление (седиментацию), диагенез и катагенез осадочного вещества, мы не должны забывать, что в конкретных условиях Земли эти этапы могут сливаться между собой, выпадать из общего ряда или, наоборот, становиться основополагающими. Так, например, именно стадия седиментации является главным этапом формирования коралловых рифовых построек.
Не менее сложная ситуация возникает при трактовке термина "литогенез". Это понятие было введено в геологическую литературу В. Вальтером [Walter, 1894] как синоним процесса осадко-накопления. Позднее его приняли и уточнили А.Е. Ферсман [1922], Г. Ог [1938] и другие литоло-ги прошлого столетия. Н.М. Страхов [1960а, 1960б, 1962] так же как и его предшественники использовал понятие "литогенез" для обозначения первых стадий осадочного процесса (мобилизация, перенос, седиментация, диагенез); употребляя этот термин, он подчеркивал породообразующее значение первых стадий, отмечая, что именно на этих этапах создается основной облик стратисферы — оболочки, сложенной осадочными и вулканогенно-осадочными породами.
Когда П.П. Тимофеев [1978, 1981], а вслед за ним В.Т. Фролов [1992, 1995а, 1995б] и О.В. Япас-
курт [2005] без особых теоретических оснований использовали термин "литогенез" для обозначения более поздних стадий осадочного процесса (катагенез и метагенез), они не просто совершили преоккупацию термина; эти авторы пытались таким образом утвердить породообразующее значение поздних стадий, противопоставить их собственно процессам седиментации, подчеркнуть их ведущую роль в образовании осадочных пород и руд. Не вызывает сомнения, что это неудачное предложение вносит существенную путаницу в важную область науки; оно не соответствует существу осадочного процесса ибо главные черты фациально-формационного плана осадочных толщ несомненно связаны с явлениями мобилизации, переноса, отложения и диагенеза. Завершающие эти явления процессы катагенеза и метагенеза не создают новых пространственно-вещественных комплексов, сходных по масштабу с седиментационными явлениями, а сводятся обычно к перераспределению вещества [Холодов, 2010а].
В связи со всем вышеизложенным в данной работе мы термин "литогенез" будем употреблять в том смысле, который вложил в него Н.М.Страхов [1960а, 1960б, 1962, 1963].
СОВРЕМЕННЫЕ ТИПЫ ЛИТОГЕНЕЗА
При исследовании современного осадочного процесса подавляющее большинство литологов рассматривает его как результат эрозии континентов и отложения осадочного метериала в смежных морях и океанах. При этом континентальный блок выступает исключительно в качестве поставщика вещества, а океанический блок — в качестве его приемника.
Следует, однако, отметить, что процесс этот протекает не так просто. Одновременно с тран-
зитным поступлением материала в моря и океаны осуществляется его интенсивное накопление на континентах, причем это накопление осадков сопровождается их преобразованием, нередко ли-тификацией и только в следующие фазы эрозии они могут вновь мобилизоваться речными водами или ветром и снова перемещаться в сторону конечных водоемов стока. Таким образом, при преобладании процессов эрозии на континентальном блоке одновременно осуществляется захоронение и фиксация осадочного материала.
Распределение современных и голоцен-четвертичных континентальных осадочных отложений на поверхности континентов в значительной степени определяется их рельефом. Сочетание тектонических и денудационных процессов на континентальном блоке Земли, размер которого составляет 149 х 106 км2, а без внутренних морей — 117 х 106 км2, позволяет выделять в его рельефе три основные формы: низменности, плоскогорья и горные системы (орогены).
Низменности — это территории с относительно ровной поверхностью, расположенные до 150 м выше уровня моря, но иногда даже опускающиеся до нулевой отметки. Обычно это огромные впадины по краям или внутри материка; их общая площадь на континентальном блоке составляет 50—60 х 106 км2. Типичными примерами могут служить Западно-Сибирская, Северо-Американ-ская, Северо-Германская, Южно-Русская и Прикаспийская низменности. В их пределах развиты озерно-болотные, дельтовые речные отложения, осадки равнин и аллювиальных долин, дюны, барханы, солончаки и шоры, а местами остаточные морены, "бараньи лбы" и ленточные глины. Иногда распространены разнообразные элювиальные образования и пестрый почвенный покров из подзолов, серых почв, черноземов и свет-лоземов.
Плоскогорьями, горными возвышенностями или плато (площадь — 50—60 х 106 км2) называют участки с ровной и волнистой поверхностью, нередко окруженные горами и поднятые на высоту от 900 до 4000 м. Обычно они слагаются древнейшими докембрийскими породами, продукты разрушения которых переполняют отложения осадочного чехла. Среди них можно встретить переотложенный элювий, пролювий, делювий и коллювий, фрагменты почвенного покрова, пески, гальки, валуны и щебень, формирующие скопления разной формы, лессовые образования, солончаки и др. отложения.
В качестве примера таких плоскогорий или плато можно привести Тибет с пустыней Гоби, Дехканское плато в Индии, Каапское плато в Южной Африке, пустыни Западной Австралии, Большой Бассейн в Кордильерах (США).
Горные системы или орогены отличаются высокими абсолютными отметками (4000—8000 м), относительно небольшой распространенностью (30—40 х 106 км2) и сложным строением; обычно в них чередуются горные хребты и поднятия с глубокими, иногда бессточными впадинами. Высокие хребты покрыты ледовыми шапками, а в некоторых районах осложнены действующими вулканами.
Общеизвестно, что свыше 400 наземных вулканов входят в систему "Тихоокеанского кольца", локализуясь в горных хребтах Анд, Кордильер, Алеутских островов, Курило-Камчатской гряды и далее прослеживаясь в Индонезии и Малайзии.
Другие, менее распространенные вулканические постройки (около 80), сосредоточены в субширотном Средиземноморском поясе и на поднятиях Атлантического океана.
Наземные вулканы во время извержений выбрасывают огромное количество вулканических лав, обломков, пепла (тефры), газов и термальных вод; их влияние на осадочный процесс геологически мгновенно, но весьма существенно. Так, например, в работах К. Саппера, Р. Дели, В. Вольфа, И.В. Мушкетова, Н.М. Страхова и др. было показано, что за 188 лет из 16-ти наземных вулканов поступило на дневную поверхность 225—275 км3 твердых выбросов. Любопытно отметить, что массы рыхлых продуктов извержений (пепел, те-фра) относятся к лавам как 5 : 1.
Нельзя, однако, не оговориться, что в более поздних работах Дж. Ферхугена, И.В. Лучицкого, В.И. Влодавца и Е.К. Мархинина оценка общего количества твердых выбросов вулканов была уменьшена в 10 раз [Лучицкий, 1979], но и при таких масштабах вклад вулканизма в осадочный процесс на континентах остается весьма весомым.
В долинах и впадинах, разделяющих горные хребты, осадконакопление целиком подчинено горному рельефу обрамления и климату; здесь развиты продукты обвалов и оползней (гравитационные осадки), озерно-болотные отложения, аллювиальные фации, красноцветные молассы, нередко пески и барханы, эвапоритовые залежи и фации сухих дельт.
Очевидно, что общая картина современного осадконакопления на континентах отличается удивительной пестротой. При типизации этих явлений Н.М. Страхов [1960а, 1960б, 1962, 1963] главное внимание уделил генезису современных осадков и физико-географическим условиям их формирования. При таком подходе на первый план выступило взаимодействие атмосферных агентов выветривания с материнскими породами, контрасты климата в разных частях планеты и различное влияние эндогенных факторов. В результате на континентальном блоке планеты были выделены четыре типа осадочного процесса:
гумидный, аридный, ледовый и вулканогенно-осадочный.
Осадкообразование в гумидной (влажной) зоне, занимающей 783 х 106 км2 на современном континентальном блоке, протекает в условиях избытка атмосферной влаги и пышного развития растительности. Здесь преобладают химические и биохимические реакции разложения исходных магматических и метаморфических пород, формируются коры выветривания и связанные с ними полезные ископаемые (россыпи, осадочные руды А1, Fe, Мп), образуются скопления растительного материала в торфяных болотах (торф, уголь и концентрации Fe, Мп, Р). В озерах и краевых частях морей отражаются эти особенности континентального процесса.
Осадочный процесс в аридной зоне (26.9 х 106 км2) реализуется в условиях высокой температуры и максимального испарения, чем в целом обусловлено преобладание механических процессов мобилизации вещества над химическими. Отсутствие растительности существенно усиливает роль эоловой деятельности, способствует формированию блуждающей речной сети и преобладанию временных потоков. На поднятиях и прибрежных равнинах формируются красноцветные карбонатсодержащие отложения, нередко заключающие в
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.